الکتروموتور سه فاز (Squirrel Cage Induction Motor)؛ قلب تپنده صنایع مدرن
الکتروموتورهای سه فاز القایی (Three Phase Induction Motors) پرکاربردترین ماشینهای الکتریکی در صنایع محسوب میشوند و بیش از ۹۰ درصد تجهیزات دوار کارخانهها، پالایشگاهها، معادن، صنایع فولاد، سیمان، پتروشیمی و تأسیسات صنعتی به وسیله این موتورها به حرکت درمیآیند. با وجود اینکه در نگاه اول بسیاری از این موتورها ظاهری مشابه دارند، اما از نظر ساختمان، عملکرد، روش خنککاری، راندمان، نحوه نصب، کلاس حفاظتی و نوع کاربرد تفاوتهای قابل توجهی با یکدیگر دارند.
انتخاب نادرست الکتروموتور میتواند منجر به افزایش مصرف انرژی، کاهش عمر تجهیزات، خرابیهای مکرر و حتی توقف خط تولید شود. به همین دلیل شناخت انواع الکتروموتورهای سه فاز القایی، یکی از مهمترین مباحث در طراحی و بهرهبرداری از سیستمهای صنعتی است.
در این مقاله با رایجترین انواع الکتروموتورهای سه فاز القایی، ویژگیهای فنی، مزایا، محدودیتها و کاربرد هر یک آشنا خواهید شد.
انواع الکتروموتورهای سه فاز القایی
الکتروموتورهای القایی را میتوان بر اساس معیارهای مختلفی دستهبندی کرد. مهمترین این دستهبندیها عبارتاند از:
بر اساس ساختمان روتور
بر اساس تعداد قطب
بر اساس روش نصب
بر اساس سیستم خنککاری
بر اساس کلاس راندمان انرژی
بر اساس درجه حفاظت (IP)
بر اساس نوع وظیفه کاری (Duty)
بر اساس قابلیت کار با اینورتر (VFD)
بر اساس ولتاژ کاری
در ادامه هر یک از این دستهبندیها را بررسی میکنیم.
1- الکتروموتور اسکرول کیج (Squirrel Cage Induction Motor)
الکتروموتور اسکرول کیج رایجترین نوع موتور القایی در جهان است. در این موتور، روتور از مجموعهای از میلههای آلومینیومی یا مسی تشکیل شده که در دو انتها توسط حلقههای اتصال کوتاه به یکدیگر متصل هستند. این ساختار ساده و بدون جاروبک، استحکام مکانیکی بالا و قابلیت اطمینان بسیار خوبی را فراهم میکند.
از آنجا که هیچ اتصال الکتریکی مستقیمی بین روتور و منبع تغذیه وجود ندارد، هزینه تعمیر و نگهداری این موتورها بسیار پایین است و برای کارکرد مداوم در شرایط سخت صنعتی مناسب هستند.
ویژگیهای اصلی:
ساختمان ساده و مقاوم
عدم نیاز به جاروبک و رینگ لغزان
راندمان بالا
هزینه نگهداری پایین
مناسب برای کارکرد ۲۴ ساعته
قابلیت راهاندازی با اینورتر، سافتاستارتر و روش ستاره-مثلث
کاربردها:
پمپها
فنها
کمپرسورها
نوار نقالهها
میکسرها
ماشینآلات صنایع فولاد، سیمان، نفت و گاز
2- الکتروموتور روتور سیمپیچی شده (Slip Ring Motor)
در این نوع موتور، روتور به جای میلههای اتصال کوتاه، دارای سیمپیچی سه فاز است که از طریق رینگهای لغزان و جاروبکها به مقاومت خارجی متصل میشود. این ویژگی امکان ایجاد گشتاور راهاندازی بسیار بالا و کنترل جریان راهاندازی را فراهم میکند.
اگرچه امروزه استفاده از این موتورها با توسعه اینورترها کاهش یافته است، اما همچنان در برخی کاربردهای سنگین مورد استفاده قرار میگیرند.
ویژگیها:
گشتاور راهاندازی بسیار بالا
جریان راهاندازی کمتر نسبت به موتور اسکرول کیج
امکان کنترل گشتاور در زمان راهاندازی
نیاز به سرویس و نگهداری بیشتر به دلیل وجود جاروبک و رینگ لغزان
کاربردها:
آسیابهای بزرگ
جرثقیلهای سنگین
سنگشکنها
نوار نقالههای با بار اولیه زیاد
3- الکتروموتورهای تکسرعته و چندسرعته
یکی دیگر از روشهای دستهبندی، تعداد سرعتهای نامی موتور است.
موتورهای تکسرعته دارای یک سیمپیچی ثابت هستند و با تعداد قطب مشخص کار میکنند. این موتورها رایجترین انتخاب برای بیشتر تجهیزات صنعتی هستند.
در مقابل، موتورهای دو سرعته یا چندسرعته با تغییر آرایش سیمپیچی یا تعداد قطبها، قابلیت کار در دو یا چند سرعت مختلف را دارند و معمولاً در تجهیزاتی مانند فنهای صنعتی، جرثقیلها و ماشینآلات خاص استفاده میشوند.
– الکتروموتورها بر اساس تعداد قطب
تعداد قطبهای موتور، سرعت چرخش آن را در فرکانس ثابت شبکه تعیین میکند.
تعداد قطب |
سرعت تقریبی در 50 هرتز |
کاربرد |
2 قطب |
3000 rpm |
کمپرسورها، ماشینابزار |
4 قطب |
1500 rpm |
پمپها، فنها |
6 قطب |
1000 rpm |
میکسرها، نوار نقاله |
8 قطب |
750 rpm |
آسیابها، تجهیزات گشتاور بالا |
هرچه تعداد قطبها بیشتر باشد، سرعت موتور کاهش یافته و گشتاور خروجی افزایش مییابد.
